能源航天与地壳运动 国家科技战略的当务之急

   日期:2005-08-30     来源:第一财经日报    评论:0    

  今年5月,我国对珠穆朗玛峰高度进行了重测,现还未公布结果,我估计将会增高几十米,接近8900米。

  基于地壳运动的自然灾害知之甚少

  自古以来,人们观天象,以占卜和预测天气,至今预测日月食可精确到某日的几时几分,实现了人类登月,飞行器在火星上软着陆以及最近对慧核的打靶。但对大陆和海洋的认识,却显得很不相称,发现新大陆只有500年,地理大发现和新航路开辟尚不足500年,对火山爆发和地震的机理直到半世纪之前还不是十分清楚,更不要说预报自然灾害了。

  地壳的板块结构理论是20世纪60年代末提出来的,到80年代已被广泛接受而成为主流理论。它可解释大陆漂移、海底扩张、造山运动等基本现象,火山爆发和地震成因机理更为清晰明了。2004年12月26日,苏门答腊大地震就是由于印澳(印度和澳大利亚)板块与欧亚板块的摩擦碰撞,进而引起大海啸的灾难。海啸波浪传播扩展速度极快,估计每小时有六七百公里,比螺旋桨飞机速度还要快,这是任何快艇都无法相比的。原来这不是水流本身运动,海面只是基本上作上下波动,传播的是横向波动。尽管传播极快,但传到斯里兰卡和印度至少也需两三个小时,若预警防范工作做得好,不至于会造成20多万人伤亡。

  这次印度洋海啸令人对印欧板块特别关注。在此,笔者想强调一个有趣的事例:首先,包括印度、巴基斯坦和孟加拉三国的印度半岛的东北和西北,分别是恒河和印度河平原,从平原到几千米的喜马拉雅山几乎没有过渡区。从亚洲地形图上看,印度次大陆就像一只脚在床单上一蹭,形成一圈圈隆起的皱褶。兴都库什山、喜马拉雅山和横断山脉就像倒扣的U型皱褶,假如在卫星上看就更生动形象了。按照常理,两板块碰撞应两者皆隆起,现在印澳板块未隆起,而欧亚板块却被撞成U型皱褶,说明印澳板块是从下插入欧亚板块,抬升了青藏高原及其周围地区。

  另外有趣一例,发源于喜马拉雅山脉北坡的雅鲁藏布江向东流,然后拐弯越过该山脉,进入印度后向西流,成为印度的布拉马普特拉河。青海的巴颜喀拉山是黄河和长江的分水岭,两水系互不侵犯,这是通例。而喜马拉雅山是同一条河流上下游的分水岭,印度河也类似,从该山脉北坡转向后流往南坡。这也只能以板块碰撞后所造成的地形才能解释了。

  19世纪中叶,英国人测量珠穆朗玛峰的高度为2.9万英尺,即8700米,而20世纪70年代我国测得为8848米。珠峰处于新生代造山带上,相信印澳板块愈活跃,因造山而上升也会愈加快。

  将要公布的珠峰重测高度,若达到每年上升1米以上的速度,我们就要高度重视了。板块碰撞令印度人大受其利,如同背靠大山朝南坐,喜马拉雅山挡住了大部分来自印度洋的水汽,灌溉了肥沃的恒河流域平原,养育了大部分的印度人。但对中国来说,青藏高原愈上升,则当地气候环境更为不利,并使广大西北地区更干旱。另外,既然板块碰撞已引起上述不同寻常的效应,那么对自然资源分布也必然会带来影响。矿藏的埋藏是变浅还是更深了?当然我们连普查都未进行,不好下结论,但我们的思路和视野应该更深入一层,随着青藏铁路通车,今后应是大有作为的。

  人类共同性课题可走国际合作道路

  中国人该做的事太多了,开发航天技术是必要的,这与国民经济和国防建设关系很大,但对有些项目的实施也须视其实效量力而行,我们是发展中国家,只能有所为,有所不为。当然,对于花费不大的国际性合作项目,还是应积极参与,但国家科研规划不要跟随别人。登月和探火星是人类探索宇宙的行动,可参与国际性合作的共同行动。在经贸全球化的当代,人类共同性课题应走国际合作道路。我国也参加的核聚变国际研究项目就是一个典范。这是与原子弹核裂变不同的,利用与氢弹的核聚变相同原理的可控热核反应的能量,由于没有核辐射,而且是利用有充沛来源的氢同位素作燃料,所以被认为可最终解决人类能源问题的清洁能源。当然,这是花费巨大的长期项目,以前,美国、前苏联、日本等国各自进行过研究,在新世纪、新形势下,这一类世界性科研课题理应共同合作共同共享。

  科研规划在能源上的运用

  国家科研规划也要有中国特色。如在矿藏资源上,我国煤蕴藏量世界第一,而石油资源不足,因此煤变油,即以煤炭为原料加氢聚合而成碳氢化合物为主的人造石油,就对国民经济具有重大的意义。这是极为艰巨的难题,也是长期科研项目,今后可以我为主,吸收海外科技人才加盟加大科研力度。

  今后随着能源需求增长和环境恶化,受此双重压力影响,而所谓清洁新能源,据OECD估计今后20年内不可能超过世界电力需求3%,只能起辅助作用。今后核电必将迎来比上世纪80年代更辉煌的时代,现在美日等国都在计划重上新的核电站,北海油田不久将要枯竭,英国现行核电站到2020年左右将到使用年限,已在打算让十年未建的核电着手重建,连德国和意大利曾坚决反核电的国家也开始松动了。所以在此敏感时期,该引进的技术或设备就应加紧进行,往后只能是水涨船高。

  日本打算再投入几十亿美元开发增殖反应堆,这是高效利用核燃料的新型反应堆。我们不具备这方面的优势,但可走另一条道路。目前核电建设成本为每千瓦2000美元左右,一个百万千瓦核电站就是20亿美元,利用技术进步和改进设计每千瓦降到1000美元即降低一半是可能的,我国已进口过法俄加等国核电设备,今后还要进美国的,我们自己也搞过核电和核动力,因此研究和设计新型低成本核电装备对我国来说是有基础的。从目前核电不到总电量的2%,在二三十年内提高到10%左右,低成本核电就显得更为迫切和具有重大国民经济意义。

  地球是人类自己的家。我们连自己的家底都不十分清楚,可以考虑但不要急于做子孙后代的事。将人力、物力、财力花在最迫切需要的事业上。据说新疆有丰富的油气资源,只是埋藏很深,开发代价太大还不如买进口油,但到了真正短缺之时,还是要开发的,因此,超深钻探技术要加大科研和开发力度。今后地球科学、海洋、分子生物、基因工程和医学、新材料和光通信等方面须特别关注,还要推行矿产资源普查。

  50年后,若人类已登上火星并可在月球上生活了,但却仍未打穿地壳,不能下潜到最深海沟,甚至连仪器都不能探看个究竟,那么人类终将要为此付出更大的代价。

 
  
  
  
  
 
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